深入认识Python中的itertools模块

Python视频教程栏目介绍itertools模块。

在Python中有一个功能强大的迭代工具包itertools，是Python自带的标准工具包之一。

product

由于itertools是内置库，不需要任何安装，直接import itertools即可。

product 用于求多个可迭代对象的笛卡尔积(Cartesian Product)，它跟嵌套的 for 循环等价.即:

笛卡尔乘积是指在数学中，两个集合X和Y的笛卡尔积（Cartesian product），又称直积，表示为X × Y。

product(A, B)和 ``((x,y) for x in A for y in B)`一样.

import itertools
for item in itertools.product([1,2,3],[100,200]):
    print(item)
    
    
# 输出如下
(1, 100)
(1, 200)
(2, 100)
(2, 200)
(3, 100)
(3, 200)

permutations

通俗地讲，permutations就是返回可迭代对象的所有数学或者字符的全排列方式。

全排列，即产生指定数目的元素的所有排列(顺序有关)，也就是高中排列组合中的那个A。

permutations它接受一个集合对象，然后产生一个元组序列。

比如print(list(itertools.permutations(&＃39;abc&＃39;,3))),共有$A_3^3=6$种情况。

items = [&＃39;a&＃39;,&＃39;b&＃39;,&＃39;c&＃39;]
from itertools import permutations
for i in permutations(items):
    print(i) #排列组合

print(list(itertools.permutations(&＃39;abc&＃39;,3))) 
# 输出如下
(&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;)
(&＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;b&＃39;)
(&＃39;b&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;)
(&＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;a&＃39;)
(&＃39;c&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;)
(&＃39;c&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;a&＃39;)
[(&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;b&＃39;), (&＃39;b&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;a&＃39;), (&＃39;c&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;), (&＃39;c&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;a&＃39;)]

如果需要指定长度的所有排列，可以传递一个可选的长度参数r。

items = [&＃39;a&＃39;,&＃39;b&＃39;,&＃39;c&＃39;]
from itertools import permutations
for i in permutations(items,2):
    print(i) #排列组合
    
# 输出如下
(&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;)
(&＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;)
(&＃39;b&＃39;, &＃39;a&＃39;)
(&＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;)
(&＃39;c&＃39;, &＃39;a&＃39;)
(&＃39;c&＃39;, &＃39;b&＃39;)

combinations

求列表或生成器中指定数目的元素不重复的所有组合

itertools.permutations(iter，r) 和 itertools.combinations(iter,r)的区别是：前者是permutations允许重复使用，后者combinations是不能重复使用

>>> print(list(itertools.combinations(&＃39;abc&＃39;,3)))
[(&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;)]

combinations_with_replacement

combinations_with_replacement和combinations很相似，唯一的不同在于前者combinations_with_replacement集合类型中的数据是可以重复的

>>> print(list(itertools.combinations_with_replacement(&＃39;abc&＃39;,3)))
[(&＃39;a&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;a&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;b&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;a&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;b&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;b&＃39;), (&＃39;b&＃39;, &＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;b&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;c&＃39;), (&＃39;c&＃39;, &＃39;c&＃39;, &＃39;c&＃39;)]

accumulate

accumulate用于对列表中元素逐个累加

>>> import itertools
>>> x = itertools.accumulate(range(10))
>>> print(list(x))
[0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45]

compress

compress()是筛选工具，它接受一个可迭代对象以及一个布尔选择序列作为输入，输出时会将所有布尔序列中为True的可迭代对象输出。

import itertools

its=["a","b","c","d","e","f","g","h"]
selector=[True,False,1,0,3,False,-2,"y"]
for item in itertools.compress(its,selector):
    print (item)
    
a
c
e
g
h   

count

count(初值=0, 步长=1)是 创建一个迭代器，从传入的起始参数开始的均匀间隔的数值。

我们来看一个简单的例子

from itertools import count
for i in count(10): #从10开始无限循环
    if i > 20: 
        break
    else:
        print(i)


10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

chain

chain链条，主要用来把多个序列连在一起做迭代。

import itertools
chain = itertools.chain([1, 2, 3], [4, 5, 6])
for c in chain:
   print(c)
1
2
3
4
5
6  

chain还有一个非常重要的功能就是展平列表。

>>> list(itertools.chain([1, 2, 3], [4, 5], [6] ,[7,8]))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

cycle

import itertools
cycle = itertools.cycle([1, 2, 3])
for c in cycle:
   print(c)

运行结果输出 1 2 3 1 2 3……一直周而复始，永不停息。

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